1、,高中物理选修3-1人教版,第一章 静电场,第十二讲 习题课 带电粒子在匀强电场中的运动,目标定位,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,加深对电场中带电粒子的加速和偏转的理解和应用.,掌握电场中带电粒子的圆周运动问题的分析方法,1,2,带电粒子在匀强电场中的运动,预习导学,带电粒子在匀强电场中的运动,2. 动能定理 牛顿第二定律结合运动学公式 动能定理,3. 匀速直线 匀加速直线,4. mr2,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,一、带电微粒在电场中的直线运动,分析带电体在电场中运动问题的几个关键环节,(1)做好受力分析根据题设条件判断重力是否可以忽略,(2)做好运动分析要明
2、确带电体的运动过程、运动性质及运动轨迹等,(3)应用运动和力的关系，根据牛顿第二定律结合运动学公 式求解,带电粒子在匀强电场中的运动,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,例 1 如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电，现有质量为m、带电荷量为q的小球在B板下方距离B板为H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场 (1)带电小球在板间做何种运动? (2)欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差为多少？,课堂讲义,带电粒子在匀强电场中的运动,取决于初速度和受力,解析 （1）小球进入板间，在电场中在重力和静电力作用下做匀减速直线运动,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,例
3、1 如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电，现有质量为m、带电荷量为q的小球在B板下方距离B板为H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场 (1)带电小球在板间做何种运动? (2)欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差为多少？,课堂讲义,带电粒子在匀强电场中的运动,到达上板 减速到0,（2）全程应用动能定理,解得,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,例 1 如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电，现有质量为m、带电荷量为q的小球在B板下方距离B板为H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场 (1)带电小球在板间做何种运动? (2)欲使小球刚好打到A
4、板，A、B间电势差为多少？,课堂讲义,带电粒子在匀强电场中的运动,到达上板 减速到0,带电小球、带电油滴、带电颗粒等一些带电体的重力较大，在分析其运动情况时不能忽略其重力的作用,规律总结,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,1带电粒子在垂直于电场方向进入匀强电场，做类平抛运动， 一般根据运动的合成与分解分析,2涉及到功能关系时，也可以根据动能定理列方程 .,二、带电粒子在电场中的类平抛运动,带电粒子垂直进入电场做类平抛运动的规律:,加速度(沿电场方向),运动时间(垂直电场方向),侧移量,偏转角,带电粒子在匀强电场中的运动,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,解析,课堂讲义,例
5、 2 如图所示，阴极A受热后向右侧空间发射电子，电子质量为m，电荷量为e，电子的初速率有从0到v的各种可能值，且各个方向都有与A极相距l的地方有荧光屏B，电子击中荧光屏时便会发光若在A和B之间的空间里加一个水平向左、与荧光屏面垂直的匀强电场，电场强度为E，求B上受电子轰击后的发光面积,带电粒子在匀强电场中的运动,竖直方向上:yvt,水平方向上l,同理，沿极板竖直向下且速率为v的电子,故在荧光屏B上的发光面积,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,例 2 如图所示，阴极A受热后向右侧空间发射电子，电子质量为m，电荷量为e，电子的初速率有从0到v的各种可能值，且各个方向都有与A极相距l
6、的地方有荧光屏B，电子击中荧光屏时便会发光若在A和B之间的空间里加一个水平向左、与荧光屏面垂直的匀强电场，电场强度为E，求B上受电子轰击后的发光面积,带电粒子在匀强电场中的运动,借题发挥,求解本题的关键是分析出电子击中屏时使y有最大值的条件,在分析此类问题时，注意运用运动的合成与分解的方法，并画出示意图,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,电学知识与圆周运动结合的综合问题是近几年高考热点,三、电场中粒子的圆周运动问题,解决这类问题的基本方法和力学中的情形相同，但处理时要充分考虑到电场力的特点，明确向心力的来源，灵活应用等效法，叠加法等分析解决问题,带电粒子在匀强电场中的运动,目标
7、定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,例 3 如图所示，一绝缘细圆环半 径为r，其环面固定在水平面上， 电场强度为E的匀强电场与圆环 平面平行，环上穿有一电荷量为 q、质量为m的小球，可沿圆环 做无摩擦的圆周运动，若小球经 A点时速度vA的方向恰与电场线 垂直，且圆环与小球间沿水平方 向无作用力，则速度vA _.当小球运动到与A点对 称的B点时，小球对圆环在水平 方向的作用力FB_.,带电粒子在匀强电场中的运动,在A点时,解析,电场力提供向心力,在B点时,小球由A到B的过程中，,由动能定理得,由以上各式解得FB6qE,6qE,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,目标定位,预习导学,
8、课堂讲义,对点练习,课堂讲义,例4 如图所示，长L0.20 m的 丝线的一端拴一质量为m1.0 104 kg、带电荷量为q 1.0106 C的小球，另一端连 在一水平轴O上，丝线拉着小球 可在竖直平面内做圆周运动，整 个装置处在竖直向上的匀强电场 中，电场强度E2.0103 N/C. 现将小球拉到与轴O在同一水平 面上的A点，然后无初速度地将 小球释放，取g10 m/s2.求： (1)小球通过最高点B时速度的 大小； (2)小球通过最高点时，丝线对 小球拉力的大小,带电粒子在匀强电场中的运动,解析 (1)小球由A 运动到B应用动 能定理：,(2)小球到达B点时，对其受力分 析如图所示,由牛顿第
9、二定律,解得,对点练习,带电粒子的加速,1.在如图的匀强电场中，若一个点电荷从P点由静止释放，则以下说法中正确的是( ) A该点电荷可能做匀变速曲线运动 B该点电荷一定向右运动 C电场力对该点电荷可能不做功 D该点电荷一定做匀加速直线运动,带电粒子在匀强电场中的运动,or,？,v00,一定做匀加速直线运动,D,恒力,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,带电粒子的偏转,2.如图所示，质量为m5108 kg的带电粒子以v02 m/s的速度从水平放置的平行金属板AB中央飞入电场，已知L10 cm，板间距d2 cm，当AB间加电压UAB1 000 V时，带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时
10、A板电势高) 求AB间所加电压在什么范围内带电粒子能从极板间射出？,带电粒子在匀强电场中的运动,解析,可知q带负电,当UAB较大时，qEmg，粒子向上偏，,由粒子受力平衡,联立解得 U11 800 V,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,带电粒子的偏转,2.如图所示，质量为m5108 kg的带电粒子以v02 m/s的速度从水平放置的平行金属板AB中央飞入电场，已知L10 cm，板间距d2 cm，当AB间加电压UAB1 000 V时，带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势高) 求AB间所加电压在什么范围内带电粒子能从极板间射出？,带电粒子在匀强电场中的运动,解析,当UAB较小时
11、，qEmg，粒子向下偏，,联立解得 U2200 V,要使粒子射出，AB间所加电压范围,200 VUAB1 800 V,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,电场中粒子的圆周运动,3.如图所示，半径为R的环形塑料管竖直放置，AB为该环的水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的AB及以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑现将一质量为m，带电量为q的小球从管中A点由静止释放，已知qEmg. 求：(1)小球释放后，第一次经过最低点D时的速度和对管壁的压力； (2)小球释放后，第一次经过最高点C时管壁对小球的作用力,带电粒子在匀强电场中的运动,解析（1）从A到D应用动能定理,解得,又
12、qEmg,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,电场中粒子的圆周运动,3.如图所示，半径为R的环形塑料管竖直放置，AB为该环的水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的AB及以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑现将一质量为m，带电量为q的小球从管中A点由静止释放，已知qEmg. 求：(1)小球释放后，第一次经过最低点D时的速度和对管壁的压力； (2)小球释放后，第一次经过最高点C时管壁对小球的作用力,带电粒子在匀强电场中的运动,（1）由牛顿第二定律,解得,由牛顿第三定律,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,电场中粒子的圆周运动,3.如图所示，半径为R的环形塑料
13、管竖直放置，AB为该环的水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的AB及以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑现将一质量为m，带电量为q的小球从管中A点由静止释放，已知qEmg. 求：(1)小球释放后，第一次经过最低点D时的速度和对管壁的压力； (2)小球释放后，第一次经过最高点C时管壁对小球的作用力,带电粒子在匀强电场中的运动,（2）同理从到应用动能定理,推得,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,电场中粒子的圆周运动,3.如图所示，半径为R的环形塑料管竖直放置，AB为该环的水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的AB及以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑现将一质量为m，带电量为q的小球从管中A点由静止释放，已知qEmg. 求：(1)小球释放后，第一次经过最低点D时的速度和对管壁的压力； (2)小球释放后，第一次经过最高点C时管壁对小球的作用力,带电粒子在匀强电场中的运动,（2）可见管壁对小球儿的压力竖 直向下,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,再见,
